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福建師范大學(xué)韓敏教授團隊在電催化劑重構(gòu)和機制研究方面取得重要進展

來源：福建師范大學(xué)      2025-04-21
導(dǎo)讀：系統(tǒng)研究電催化劑在實際反應(yīng)過程中的動態(tài)自重構(gòu)和催化機制對于發(fā)展新一代能源轉(zhuǎn)化與儲存技術(shù)至關(guān)重要。在當前發(fā)展的非貴金屬候選催化劑中，過渡金屬磷化物(TMPs)納米結(jié)構(gòu)被認為是極具潛力的電催化析氧反應(yīng)(OER)預(yù)催化劑。但是，大多數(shù)TMPs在OER過程中只經(jīng)歷有限表面重構(gòu)，導(dǎo)致活性層較薄，活性位點暴露不充分，催化性能難盡如人意。因此，掌控TMPs電催化劑的重構(gòu)顯得極為重要，但仍面臨挑戰(zhàn)。針對上述問題，福建師范大學(xué)柔電院韓敏教授團隊與揚州大學(xué)龐歡教授團隊合作，利用簡單的堿性刻蝕策略，構(gòu)筑了新穎的富含P和O雙陰離子缺陷的、結(jié)晶/非晶Co0.7-xFe0.3-yP/CoxFeyOOH異相納米雜化骨架結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)雙陰離子缺陷和非晶相的出現(xiàn)有利于快速和深度重構(gòu)，觸發(fā)晶格氧氧化機制（LOM）參與，從而導(dǎo)致Co0.7-xFe0.3-yP/CoxFeyOOH實現(xiàn)了電催化OER活性和穩(wěn)定性的權(quán)衡，超越許多報道的TMPs電催化劑。相應(yīng)的PH依賴實驗、TMAOH分子探針和18O同位素標記的原位電化學(xué)差分質(zhì)譜證實其OER機制遵循“LOM+AEM(傳統(tǒng)吸附機制)”途徑。該工作通過簡單的刻蝕技術(shù)有效耦合結(jié)構(gòu)、缺陷和相工程策略，為未來設(shè)計TMPs-基OER電催化劑，并用于水分解制綠氫或其它清潔能源體系提供了新思路。

相關(guān)研究成果以“Etching Accelerates Reconstruction and Activates Lattice Oxygen of Anion Vacancies-Enriched Cobalt-Iron Phosphide/(Oxy)hydroxide Nanohybrid Frameworks for Enhanced Oxygen Evolution”為題發(fā)表在國際材料頂級期刊Advanced Functional Materials上。

福建師范大學(xué)為該工作的第一完成單位。海峽柔性電子(未來科技)學(xué)院科研助理范嘉瑤博士為論文的第一作者，2022級碩士生蔣佳棟為共同第一作者，石乃恩教授、韓敏教授和揚州大學(xué)龐歡教授為共同通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金、江蘇省優(yōu)勢學(xué)科發(fā)展計劃、福建省閩江學(xué)者獎勵計劃(2023)、福建師范大學(xué)高層次人才啟動基金及南京大學(xué)配位化學(xué)國家重點實驗開放基金的資助。

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全文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202425770


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